DE10331364B3

DE10331364B3 - Process and plant for the production of metal oxide from metal hydroxide

Info

Publication number: DE10331364B3
Application number: DE10331364A
Authority: DE
Inventors: Michael Missalla; Martin Dr. Hirsch; Michael Dr. Ströder; Karsten Hoffhaus
Original assignee: Outokumpu Oyj
Current assignee: Metso Outotec Oyj
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-07-12
Also published as: WO2005005318A2; WO2005005318A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Metalloxid aus Metallhydroxid, bei dem das Metallhydroxid vorgewärmt über wenigstens eine pneumatische Förderstrecke und über wenigstens einen dieser nachgeschalteten Abscheidezyklone (8, 11) zumindest teilweise in einen Reaktor (12) mit Wirbelschicht geführt, dort durch Verbrennen von Brennstoff auf eine Temperatur von 650 bis 1250 DEG C erhitzt und Metalloxid erzeugt wird. Das Metalloxid wird in einem Mischbehälter (19) mit einem Teilstrom von vorgewärmtem Metallhydroxid derart gemischt, dass das vorgewärmte Metallhydroxid weiter erwärmt und zumindest teilweise kalziniert wird. Das Metalloxid wird dann aus dem Mischbehälter (19) wenigstens einer Kühlstufe (27, 28, 30, 31) zugeführt. Die Energieausnutzung des Verfahrens wird dadurch gesteigert, dass das Abgas des wenigstens einen Abscheidezyklons (8, 11) als Förderluft derart in den Mischbehälter (19) eingebracht wird, dass Metalloxid aus dem Mischbehälter (19) pneumatisch in die wenigstens eine Kühlstufe bzw. eine zu dieser führende Förderstrecke (24) transportiert wird. Weiter betrifft die Erfindung eine entsprechende Anlage (Fig. 2).The invention relates to a method for the production of metal oxide from metal hydroxide, in which the metal hydroxide preheated over at least one pneumatic conveying path and at least one of these downstream Abscheidezyklone (8, 11) at least partially into a reactor (12) with fluidized bed, there by burning of Fuel is heated to a temperature of 650 to 1250 ° C. and metal oxide is produced. The metal oxide is mixed in a mixing vessel (19) with a partial stream of preheated metal hydroxide such that the preheated metal hydroxide is further heated and at least partially calcined. The metal oxide is then supplied from the mixing vessel (19) to at least one cooling stage (27, 28, 30, 31). The energy efficiency of the process is increased by the fact that the exhaust gas of at least one separation cyclone (8, 11) as conveying air is introduced into the mixing vessel (19) that metal oxide from the mixing vessel (19) pneumatically in the at least one cooling stage or one to this leading conveyor line (24) is transported. Furthermore, the invention relates to a corresponding system (FIG. 2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Metalloxid aus Metallhydroxid, bei dem das Metallhydroxid vorgewärmt über wenigstens eine pneumatische Förderstrecke und über wenigstens einen nachgeschalteten Abscheidezyklon zumindest teilweise in einen Reaktor mit Wirbelschicht geführt, dort durch Verbrennen von Brennstoff auf eine Temperatur von 650 bis 1250 °C erhitzt und Metalloxid erzeugt wird, welches in einem Mischbehälter mit einem Teilstrom von vorgewärmtem Metallhydroxid derart gemischt wird, dass das vorgewärmte Metallhydroxid weiter erwärmt und zumindest teilweise kalziniert wird, wobei das Metalloxid aus dem Mischbehälter wenigstens einer Kühlstufe zugeführt wird. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Anlage.The The present invention relates to a process for the preparation of Metal oxide of metal hydroxide, wherein the metal hydroxide preheated by at least a pneumatic conveyor line and about at least a downstream separation cyclone at least partially in one Reactor with fluidized bed, there by burning fuel to a temperature of 650 up to 1250 ° C heated and metal oxide is produced, which in a mixing vessel with a partial stream of preheated Metal hydroxide is mixed such that the preheated metal hydroxide further heated and at least partially calcined, wherein the metal oxide of the mixing container at least one cooling stage is supplied. Furthermore, the present invention relates to a corresponding system.

Aus der EP 0 861 208 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Aluminiumoxid (Tonerde) aus Aluminiumhydroxid (Hydrat) in einem Wirbelschichtreaktor bekannt, bei welchem das Aluminiumhydroxid zunächst in mehreren Vorwärmstufen getrocknet, teilweise kalziniert und vorgewärmt in den Reaktor geleitet wird. In diesem wird durch Verbrennen von Brennstoff bei Temperaturen von 800 bis 1000 °C Aluminiumoxid erzeugt. Das bei der Verbrennung entstehende Abgas des Reaktors wird energetisch ausgenutzt, indem es den Vorwärmstufen zugeleitet wird. Das aus dem Reaktor abgezogene Aluminiumoxid wird zur Abkühlung durch eine direkte Kühlstufe geführt, in welcher das Aluminiumoxid in einer Förderleitung pneumatisch aufwärts in einen Zyklon transportiert wird. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Energieausnutzung des Kalzinierungsschrittes jedoch als verbesserungsbedürftig empfunden.From the EP 0 861 208 B1 discloses a process for producing anhydrous alumina (alumina) from aluminum hydroxide (hydrate) in a fluidized bed reactor in which the aluminum hydroxide is first dried in several preheating stages, partially calcined and preheated fed into the reactor. This is produced by burning fuel at temperatures of 800 to 1000 ° C alumina. The exhaust gas produced during the combustion of the reactor is energetically exploited by being fed to the preheating stages. The alumina withdrawn from the reactor is passed through a direct cooling stage for cooling, in which the alumina in a feed line is transported pneumatically upwards into a cyclone. In this known method, however, the energy utilization of the calcination step is felt to be in need of improvement.

Weiter ist aus der DE 101 40 261 A1 ein ähnliches Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Aluminiumoxid aus Aluminiumhydroxid bekannt, bei welchem das Aluminiumhydroxid dem Reaktor vorgewärmt über eine erste pneumatische Förderstrecke, die in einen Abscheidezyklon mündet, zugeführt wird. Aus dem Reaktor wird dann Aluminiumoxid zusammen mit teilweise getrocknetem Aluminiumhydroxid aus dem Abscheidezyklon der ersten pneumatischen Förderstrecke in einen Mischbehälter geleitet, in welchem das Aluminiumhydroxid durch das heiße Aluminiumoxid aufgeheizt und kalziniert wird. Hierdurch wird eine verbesserte Energieausnutzung des Kalzinierungsschrittes erreicht, da die Wärmeenergie des aus dem Reaktor ausgetragenen Aluminiumoxids zur Kalzinierung des vorgewärmten Aluminiumhydroxids in dem Mischbehälter genutzt wird. Aus diesem Mischbehälter fällt das Aluminiumoxid in eine weitere pneumatische Förderleitung, die das Aluminiumoxid weiter in verschiedene Kühlstufen transportiert. Durch diese gravimetrische Förderung des Aluminiumoxids aus dem Mischbehälter in die pneumatische Förderleitung ist es erforderlich, dass der Reaktor mit dem Mischbehälter vertikal oberhalb der Förderleitung angeordnet ist. Hierdurch steigt die Bauhöhe einer derartigen Anlage, so dass auch die Montage dieser Anlage aufwändig ist.Next is from the DE 101 40 261 A1 A similar process for the production of anhydrous aluminum oxide from aluminum hydroxide is known in which the aluminum hydroxide is fed to the reactor preheated via a first pneumatic conveying path which opens into a separation cyclone. From the reactor then alumina is passed together with partially dried aluminum hydroxide from the separation cyclone of the first pneumatic conveying line in a mixing vessel, in which the aluminum hydroxide is heated by the hot alumina and calcined. As a result, an improved energy utilization of the calcining step is achieved, since the heat energy of the discharged from the reactor alumina for calcining the preheated aluminum hydroxide is used in the mixing vessel. From this mixing container, the alumina falls into a further pneumatic conveying line, which transports the alumina further into different cooling stages. By this gravimetric promotion of the alumina from the mixing vessel in the pneumatic conveying line, it is necessary that the reactor is arranged with the mixing vessel vertically above the conveying line. As a result, the height of such a system increases, so that the installation of this system is complex.

Die Abluft des Abscheidezyklons, welcher der ersten pneumatischen Förderstrecke nachgeschaltet ist, wird dabei in die dem Mischbehälter nachgeschaltete pneumatische Förderstrecke an deren Ende eingebracht, wobei die Abluft dabei erwärmt wird, um sie später dem Reaktor als Verbrennungsluft zuzuführen. Da in dem Abscheidezyklon das Aluminiumhydroxid nicht vollständig von der Förderluft der pneumatischen Förderstrecke getrennt werden kann, wird stets ein Anteil nicht kalziniertes Aluminiumhydroxid über die pneumatische Förderstrecke in die Kühlstufen eingebracht und mit dem Aluminiumoxid vermischt, welches dadurch verunreinigt wird.The Exhaust air of the separation cyclone, which is the first pneumatic conveying line is downstream, is in the mixing container downstream pneumatic conveyor line introduced at the end, wherein the exhaust air is heated, to see you later to supply the reactor as combustion air. Since in the separation cyclone the Aluminum hydroxide not complete from the conveying air the pneumatic conveyor line is always a proportion of non-calcined aluminum hydroxide over the pneumatic conveyor line in the cooling stages introduced and mixed with the alumina, which thereby is contaminated.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, bei der Kalzinierung von Metallhydroxid die Ausnutzung der eingesetzten Wärmeenergie weiter zu verbessern und gleichzeitig die Reinheit des Produkts zu steigern.task the present invention, it is in contrast, in the calcination of Metal hydroxide to further improve the utilization of the heat energy used while increasing the purity of the product.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem das Abgas des wenigstens einen Abscheidezyklons als Förderluft derart in den Mischbehälter eingebracht wird, dass Metalloxid aus dem Mischbehälter pneumatisch in die wenigstens eine Kühlstufe bzw. eine zu dieser führende Förderstrecke gefördert wird. Die Förderluft der ersten pneumatischen Förderstrecke wird dabei zu einer Zwischenförderung genutzt, durch welche das Metalloxid aus dem Mischbehälter in die Kühlstufe transportiert werden kann. Aufgrund dieser Zwischenförderung ist ein Niveauunterschied zwischen dem Mischbehälter und der zu der Kühlstufe führenden weiteren pneumatischen Förderstrecke, welche bei den bekannten Verfahren notwendig war, nun entbehrlich, so dass der Mischbehälter bspw. auf Bodenniveau aufgestellt werden kann. Dies reduziert die Bauhöhe einer Kalzinieranlage zum Betreiben des erfindungsgemäßen Verfahrens um etwa 6 bis 7 Meter und vereinfacht dadurch auch die Montage.These The object is achieved by a Solved method of the type mentioned, in which the exhaust gas of the at least one separation cyclone introduced as conveying air in such a way in the mixing container is that metal oxide from the mixing vessel pneumatically into the at least a cooling stage or one leading to this conveyor line is encouraged. The conveying air the first pneumatic conveyor line is used for intermediate support, through which the metal oxide from the mixing vessel into the cooling stage can be transported. Because of this intermediate promotion is a level difference between the mixing tank and the to the cooling stage leading another pneumatic conveying line, which was necessary in the known methods, now dispensable, so that the mixing container for example, can be set up at ground level. This reduces the height a calcining plant for operating the method according to the invention By about 6 to 7 meters and thereby simplifies installation.

Diese Reduzierung der Bauhöhe einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann insbesondere dann erreicht werden, wenn das Metalloxid aus dem Mischbehälter über eine zumindest bereichsweise aufsteigende pneumatische Zwischenförderstrecke in die wenigstens eine Kühlstufe oder eine zu dieser führende Förderstrecke transportiert wird. Hierzu wird das Abgas des wenigstens einen Abscheidezyklons vorzugsweise mit einem Druck von wenigstens 150 mbar als Förderluft in den Mischbehälter eingebracht. Vorzugsweise beträgt der Druck über 200 mbar, insbesondere etwa 350 mbar. Dieser Mindestdruck ist von der Förderhöhe abhängig.This reduction in the height of a plant for carrying out the method according to the invention can be achieved in particular when the metal oxide from the mixing vessel via an at least partially ascending pneumatic intermediate conveyor line in the at least a cooling stage or a conveyor line leading to this is transported. For this purpose, the exhaust gas of the at least one separation cyclone is preferably introduced into the mixing vessel at a pressure of at least 150 mbar as conveying air. Preferably, the pressure is over 200 mbar, in particular about 350 mbar. This minimum pressure depends on the delivery height.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird in dem Abgas des wenigstens einen Abscheidezyklons enthaltenes Metallhydroxid in dem Mischbehälter durch das Metalloxid erwärmt und dabei kalziniert. Das heiße Metalloxid, welches aus dem Reaktor entnommen wird, wird mit der Förderluft und dem darin enthaltenen Metallhydratstaub gemischt, so dass eine Kalzinierung des Metallhydratstaubs in dem Mischbehälter oder der aus diesem führenden Zwischenförderstrecke erfolgt. Durch die Mischung des Metallhydroxid mit dem heißen Metalloxid bereits in dem Mischbehälter bei höherer Temperatur wird gegenüber dem Stand der Technik, bei welchem das Metallhydroxid erst am Ende der dem Mischbehälter nachgeschaltete pneumatische Förderstrecke und damit bei niedrigerer Temperatur eingebracht wird, eine erheblich verbesserte Kalzinierung erreicht, so dass das Metalloxid nicht durch nur teilweise kalziniertes Metallhydroxid verunreinigt wird.To a particularly preferred embodiment is contained in the exhaust gas of the at least one deposition cyclone Metal hydroxide in the mixing vessel heated by the metal oxide and calcined. The hot Metal oxide which is removed from the reactor is mixed with the conveying air and the metal hydrate dust contained therein, so that a Calcination of the metal hydrate dust in the mixing vessel or the from this leading intermediate conveyor line he follows. By mixing the metal hydroxide with the hot metal oxide already in the mixing container at higher Temperature is opposite the prior art, in which the metal hydroxide until the end the downstream of the mixing vessel pneumatic conveyor line and thus introduced at a lower temperature, a considerable achieved improved calcination, so that the metal oxide is not is contaminated by only partially calcined metal hydroxide.

Der Wärmebedarf des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dadurch weiter verbessert werden, dass aus dem wenigstens einen Abscheidezyklon über eine Bypassleitung Metallhydroxid in die Mischkammer eingebracht wird. Dieses wird in der Mischkammer ebenfalls durch das heiße Metalloxid erwärmt und kalziniert, so dass die Wärmeenergie, die in dem aus dem Reaktor ausgebrachte Metalloxid enthalten ist, zur Kalzinierung von zusätzlichem Metallhydroxid genutzt werden kann. Vorzugsweise wird das Metallhydroxid aus dem der ersten pneumatischen Förderstrecke unmittelbar nachgeschalteten Abscheidezyklon über die Bypassleitung in die Mischkammer eingebracht. Grundsätzlich kann jedoch unkalziniertes oder vorkalziniertes Metallhydroxid auch aus jedem anderen Anlagenteil abgezogen und über eine Bypassleitung in die Mischkammer eingebracht werden. In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, die der Mischkammer aus dem Abscheidezyklon zugeführte Metallhydroxidmenge durch ein Dosierorgan, bspw. eine Zellenradschleuse, zu regeln, so dass eine Anpassung an andere Verfahrensparameter erfolgen kann.Of the heat demand the method according to the invention can be further improved by that from the at least one Separation cyclone over a bypass line metal hydroxide introduced into the mixing chamber becomes. This is also in the mixing chamber by the hot metal oxide heated and calcined so that the heat energy, contained in the metal oxide discharged from the reactor, for the calcination of additional Metal hydroxide can be used. Preferably, the metal hydroxide from the first pneumatic conveying section immediately downstream separation cyclone on the Bypass introduced into the mixing chamber. Basically however, uncalcined or precalcined metal hydroxide is also made subtracted from each other part of the plant and a bypass line in the Mixing chamber are introduced. In development of this inventive idea it is provided that the mixing chamber from the deposition cyclone supplied amount of metal hydroxide by a metering device, for example. A rotary valve to regulate so that an adaptation to other process parameters can take place.

Um eine ausreichende Kalzinierung des dem Mischbehälter aus dem Abscheidezyklon zugeführten Metallhydroxids zu erzielen, wird es bevorzugt, wenn das Metallhydroxid vor dem Abscheidezyklon in wenigstens einer Vorwärmstufe suspendiert, getrocknet, auf eine Temperatur von wenigstens 75 °C, vorzugsweise zwischen 100 und 200 °C, insbesondere auf etwa 150 °C vorgewärmt und/oder teilkalziniert wird. Eine derartige Vorwärmstufe besteht bspw. aus einem Wärmetauscher und einem nachgeschalteten Abscheider.Around sufficient calcination of the mixing vessel from the separation cyclone supplied Metallhydroxids it is preferred if the metal hydroxide suspended in at least one preheating stage before the separation cyclone, dried, to a temperature of at least 75 ° C, preferably between 100 and 200 ° C, in particular to about 150 ° C preheated and / or teilkalziniert. Such a preheating stage consists, for example, of a heat exchanger and a downstream separator.

Eine annähernd vollständige Kalzinierung des Metallhydroxids in dem Mischbehälter kann dann erreicht werden, wenn die Temperatur des Metalloxids in dem Mischbehälter zwischen 550 und 900 °C, bevorzugt zwischen 600 und 850 °C, insbesondere etwa 750 °C, beträgt. Die Temperatur in der pneumatischen Zwischenförderstrecke, in welcher Metalloxid aus dem Mischbehälter in die wenigstens eine Kühlstufe bzw. eine zu dieser führende Förderstrecke gefördert wird, beträgt dann zwischen 500 und 850 °C, bevorzugt zwischen 550 und 800 °C, insbesondere etwa 680 °C.A nearly full Calcination of the metal hydroxide in the mixing vessel can then be achieved if the temperature of the metal oxide in the mixing tank between 550 and 900 ° C, preferred between 600 and 850 ° C, in particular about 750 ° C, is. The temperature in the pneumatic intermediate conveyor, in which metal oxide out the mixing container in the at least one cooling stage or one leading to this conveyor line promoted is, is then between 500 and 850 ° C, preferably between 550 and 800 ° C, in particular about 680 ° C.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für die Kalzinierung von Aluminiumhydroxid, welches als Ausgangsmaterial bspw. mit einer durchschnittlichen Korngröße von weniger als 100 μm zugeführt wird.The inventive method is particularly suitable for the calcination of aluminum hydroxide, which is used as starting material For example, with an average grain size of less than 100 microns is supplied.

Zur Kalzinierung des Metallhydroxids in dem Reaktor wird diesem vorzugsweise ein vorgewärmtes, sauerstoffhaltiges Gas sowie gasförmiger und/oder flüssiger Brennstoff zugeführt. Die Energieausnutzung kann dabei weiter gesteigert werden, wenn in der wenigstens einen Kühlstufe Gas erwärmt und einer vorgeschalteten Kühlstufe, einer Vorwärmstufe und/oder dem Reaktor zugeführt wird.to Calcination of the metal hydroxide in the reactor is preferred for this a preheated, oxygen-containing gas and gaseous and / or liquid fuel fed. The energy utilization can be further increased, if in the at least one cooling stage Gas heated and an upstream cooling stage, a preheating stage and / or supplied to the reactor becomes.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, teilweise staubbeladene Abgase aus dem Mischbehälter in eine dem Reaktor vorgeschaltete Vorwärmstufe zu leiten. Die Abgase mit ggf. nicht vollständig kalziniertem Metallhydroxid werden dadurch nicht gemeinsam mit dem Metalloxid durch die Kühlstufen ausgetragen. Gleichzeitig wird hierdurch die in dem Abgas enthaltene Wärmeenergie für die Vorwärmung des Metallhydroxids benutzt. Die Vorwärmstufe, in welche das Abgas des Mischbehälters geleitet wird, ist dabei vorzugsweise zwischen dem Abscheidezyklon und dem Reaktor angeordnet.To a preferred embodiment of Invention it is possible partially dust-laden exhaust gases from the mixing vessel upstream of the reactor preheating to lead. The exhaust gases with possibly not completely calcined metal hydroxide not together with the metal oxide through the cooling stages discharged. At the same time thereby the contained in the exhaust gas Thermal energy for the preheating of the metal hydroxide used. The preheating stage, in which the exhaust gas of the mixing container is directed, is preferably between the Abscheidezyklon and the reactor.

Eine erfindungsgemäße Anlage, welche insbesondere zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens geeignet ist, weist zur Herstellung von Metalloxid aus Metallhydroxid einen als Wirbelschichtreaktor ausgebildeten Reaktor auf, in dem Metallhydroxid durch Verbrennen von Brennstoff erhitzt und Metalloxid erzeugt wird. Dem Reaktor ist dabei wenigstens eine Vorwärmstufe und wenigstens eine erste pneumatische Förderstrecke mit wenigstens einem nachgeschalteten Abscheidezyklon vorgeschaltet sowie ein Mischbehälter nachgeschaltet, welcher mit wenigstens einer Kühlstufe verbunden ist. Der wenigstens eine Abscheidezyklon weist eine in den Mischbehälter führende Abgasleitung auf, welcher über eine zumindest bereichsweise aufsteigende weitere pneumatische Zwischenförderstrecke mit der wenigstens einen Kühlstufe bzw. einer zu dieser führenden Förderstrecke verbunden ist. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß eine Verunreinigung von Metalloxid durch in dem Abgas des Abscheidezyklons enthaltenes Metallhydroxid vermieden werden, welches in dem Mischbehälter durch das heiße Metalloxid aus dem Reaktor kalziniert werden kann. Gleichzeitig ist es durch die Zwischenförderstrecke nicht mehr erforderlich, den Mischbehälter und den Reaktor mehrere Meter oberhalb der zu der Kühlstufe führenden Förderstrecke anzuordnen. Die Bauhöhe der erfindungsgemäßen Anlage kann dadurch deutlich geringer gehalten werden, so dass auch die Montage vereinfacht wird. Der Mischbehälter ist daher unterhalb oder im Wesentlichen auf der Höhe des vertikal unteren Endes der Förderstrecke angeordnet, die zu der dem Mischbehälter nachgeschalteten Kühlstufe führt.A plant according to the invention, which is particularly suitable for carrying out the method described above, has, for the production of metal oxide from metal hydroxide, a reactor designed as a fluidized bed reactor, in which metal hydroxide is heated by burning fuel and metal oxide is produced. The reactor is preceded by at least one preheating stage and at least one first pneumatic conveying line with at least one downstream separating cyclone and a mixing container connected downstream, which is connected to at least one cooling stage. The at least one separation cyclone has a leading into the mixing vessel exhaust pipe, which is connected via an at least partially ascending further pneumatic intermediate conveying path with the at least one cooling stage or a conveying path leading to this. In this way, according to the invention, contamination of metal oxide by metal hydroxide contained in the waste gas of the precipitation cyclone can be avoided, which can be calcined in the mixing vessel by the hot metal oxide from the reactor. At the same time, it is no longer necessary through the intermediate conveyor line to arrange the mixing vessel and the reactor several meters above the conveying path leading to the cooling stage. The overall height of the system according to the invention can be kept significantly lower, so that the assembly is simplified. The mixing container is therefore arranged below or substantially at the level of the vertically lower end of the conveying path, which leads to the mixing stage downstream of the cooling stage.

Die Verweilzeit des Metalloxids und des diesem ggf. beigemischten Metallhydroxids in dem Mischbehälter kann dadurch erhöht werden, dass in dem Mischbehälter zwischen einer Feststoffeintragsöffnung und einer dieser gegenüberliegenden Feststoffaustragsöffnung mehrere Wehre angeordnet sind, die von dem Metalloxid und/oder dem Metallhydroxid über- und/oder unterströmt werden. Auf diese Weise findet auch eine gute Durchmischung des Metalloxids mit dem Metallhydroxid statt. Hierzu kann auch wenigstens eine in den Mischbehälter mündende Leitung für Fluidisierungsgas vorgesehen sein. Insbesondere kann diese Leitung in den Boden des Mischbehälters münden.The Residence time of the metal oxide and of the metal hydroxide which may be mixed with it in the mixing container can be increased be that in the mixing container between a solids feed opening and one of those opposite solids discharge a plurality of weirs are arranged, which of the metal oxide and / or the Metal hydroxide over and / or underflows become. In this way, there is also a good mixing of the Metal oxides with the metal hydroxide instead. This can also at least one in the mixing container opens Headed for Fluidizing be provided. In particular, this line into the bottom of the mixing tank lead.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Zwischenförderstrecke ein in das Metalloxid und/oder das Metallhydroxid eintauchendes Förderrohr auf. Die Abgasleitung des Abscheidezyklons mündet dabei vorzugsweise vertikal unterhalb der Unterkante dieses Förderrohres in den Mischbehälter. Auf diese Weise wird das ggf. in dem Abgas aus dem Abscheidezyklon mitgeführte Metallhydroxid mit dem Metalloxid in dem Mischbehälter vermischt und über das Förderrohr aus dem Mischbehälter ausgetragen. Die Kalzinierung des in dem Abgas des Abscheidezyklons enthaltenen Metallhydroxids erfolgt dabei in dem Förderrohr bzw. der Zwischenförderstrecke.To a preferred embodiment of Invention has the intermediate conveyor line a dipping into the metal oxide and / or the metal hydroxide delivery pipe on. The exhaust pipe of the separation cyclone opens preferably vertically below the lower edge of this conveyor pipe in the mixing container. In this way, if necessary, in the exhaust gas from the separation cyclone entrained Metal hydroxide mixed with the metal oxide in the mixing vessel and over the delivery pipe from the mixing container discharged. The calcination of the in the exhaust gas of the separation cyclone contained metal hydroxide takes place in the delivery pipe or the intermediate conveyor line.

Zusätzlich zu dem Förderrohr kann eine weitere Abgasleitung vorgesehen sein, die den Mischbehälter mit einer dem Reaktor vorgeschalteten Vorwärmstufe oder der zu der wenigstens einen Kühlstufe führenden Förderstrecke verbindet. Das ggf. durch das Fluidisierungsgas anfallende heiße Abgas des Mischbehälters kann damit entweder zur Vorwärmung des Metallhydroxids oder zur Förderung des Metalloxids in die Kühlstufe genutzt werden.In addition to the conveyor pipe may be provided a further exhaust pipe, which the mixing tank with a pre-heat stage upstream of the reactor or at least a cooling stage leading conveyor line combines. The possibly resulting from the fluidizing gas hot exhaust gas of the mixing container can thus either for preheating of metal hydroxide or to promote of the metal oxide in the cooling stage be used.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Abscheidezyklon über eine Bypassleitung mit dem Mischbehälter verbunden, so dass kontinuierlich Metallhydroxid aus dem Abscheidezyklon direkt in den Mischbehälter gelei tet werden kann. Durch die hohe Wärme des aus dem Reaktor entnommenen Metalloxids wird das Metallhydroxid aus dem Abscheidezyklon in der Mischkammer kalziniert. Zur Regelung der den Mischbehälter für die Bypassleitung zugeführten Menge an Metallhydroxid kann bspw. ein Zellenradschleuse vorgesehen sein.To a preferred embodiment of Invention is the separation cyclone via a bypass line with the mixing container connected, so that continuously metal hydroxide from the separation cyclone directly into the mixing container can be led. Due to the high heat of the removed from the reactor Metal oxide is the metal hydroxide from the Abscheidezyklon in the Calcination chamber calcined. To control the mixing tank for the bypass line supplied Amount of metal hydroxide may, for example, a rotary valve provided be.

Die Energieausnutzung der erfindungsgemäßen Anlage lässt sich dadurch weiter verbessern, dass dem Mischbehälter wenigstens zwei Kühlstufen nachgeschaltet sind, in welchen das Metalloxid fluidisiert wird und von denen wenigstens eine eine Leitung aufweist, über die erwärmtes Fluidisierungsgas einer vorgeschalteten Kühlstufe, einer Vorwärmstufe und/oder dem Reaktor zugeführt wird.The Energy utilization of the system according to the invention can be further improve that the mixing vessel at least two cooling stages downstream in which the metal oxide is fluidized and of which at least one has a line over the heated one Fluidizing gas an upstream cooling stage, a preheating stage and / or fed to the reactor becomes.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.The Invention will be described below with reference to an embodiment and with reference to the enclosed Drawing explained. All described and / or illustrated features form for themselves or in any combination, the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Prozessdiagramm eines Verfahrens in einer Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung und 1 a process diagram of a method in a plant according to the present invention and

2 eine schematische Schnittansicht des Mischbehälters. 2 a schematic sectional view of the mixing container.

In 1 ist eine Anlage zur Wärmebehandlung (Kalzinierung) von Metallhydroxid, bspw. Aluminiumhydroxid (Hydrat), zu Metalloxid, z. B. Aluminiumoxid (Tonerde), dargestellt, in welcher Metallhydroxid über eine Förderschnecke 1 in einen als Wärmetauscher dienenden Venturivorwärmer 2 einer ersten Vorwärm stufe eingebracht wird. In dem Venturivorwärmer 2 kommt der feinkörnige Feststoff, bspw. mit einer Korngröße, die im Wesentlichen weniger als 5 mm beträgt, in direkten Kontakt mit heißem Gas, so dass es zu einer Trocknung und Vorwärmung des Feststoffes kommt. Hierbei kann das Metallhydroxid bereits teilweise kalziniert werden. Dazu wird dem Venturivorwärmer 2 der ersten Vorwärmstufe durch eine Abgasleitung 3 ein heißes Gasgemisch (Abgas) mit Temperaturen von bspw. 200 bis 500 °C zugeleitet, welches den feinkörnigen Feststoff über eine Feststoffleitung 4 in eine als Abscheider 5 ausgebildete Filtereinrichtung, bspw. ein Schlauch- oder Elektrofilter, transportiert. Dort wird das Abgas von dem Feststoff getrennt und zieht in einer Abgasleitung 6 über einen Kamin oder dgl. ab.In 1 is a plant for heat treatment (calcination) of metal hydroxide, for example. Aluminum hydroxide (hydrate), to metal oxide, z. As alumina (alumina), shown in which metal hydroxide via a screw conveyor 1 in a Venturivorwärmer serving as a heat exchanger 2 a first preheating is introduced stage. In the venturi heater 2 comes the fine-grained solid, for example. With a grain size which is substantially less than 5 mm, in direct contact with hot gas, so that it comes to a drying and preheating of the solid. In this case, the metal hydroxide can already be partially calcined. This is the venturi heater 2 the first preheat stage through an exhaust pipe 3 a hot gas mixture (exhaust gas) with temperatures of, for example. 200 to 500 ° C fed, which the fine-grained solid over a Solid line 4 in one as a separator 5 trained filter device, for example. A hose or electrostatic filter, transported. There, the exhaust gas is separated from the solid and pulls in an exhaust pipe 6 over a fireplace or the like. From.

Aus dem Abscheider 5 wird der Feststoff über eine erste pneumatische Förderstrecke 7 einem Abscheidezyklon 8 zugeleitet, in welchem das Metallhydroxid von der Förderluft der pneumatischen Förderstrecke 7 getrennt wird. Über eine Feststoffleitung 9 wird das Metallhydroxid einem weiteren Venturivorwärmer 10 einer zweiten Vorwärmstufe und einem dem Venturivorwärmer 10 nachgeschalteten Abscheidezyklon 11 zugeführt. In dem Abscheidezyklon 11 wird der Feststoff, welcher in den Reaktor 12 eingebracht wird, von dem Abgas getrennt, welches über die Abgasleitung 3 dem Venturivorwärmer 2 der ersten Vorwärmstufe zugeführt wird.From the separator 5 the solid is passed over a first pneumatic conveying line 7 a separation cyclone 8th fed, in which the metal hydroxide from the conveying air of the pneumatic conveying path 7 is disconnected. Over a solid line 9 the metal hydroxide becomes another venturi diverter 10 a second preheating stage and a venturi heater 10 downstream separation cyclone 11 fed. In the separation cyclone 11 becomes the solid which enters the reactor 12 is introduced, separated from the exhaust gas, which via the exhaust pipe 3 the Venturi diverter 2 the first preheating stage is supplied.

Der Reaktor 12 ist ein Wirbelbettreaktor, bspw. mit einer zirkulierenden Wirbelschicht, welchem über eine Leitung 13 flüssiger und/oder gasförmiger Brennstoff sowie über eine Leitung 14 Fluidisierungsgas zugeführt wird. Durch die Zufuhr von Fluidisierungsgas wird das Metallhydroxid in dem Reaktor 12 fluidisiert, so dass sich eine Wirbelschicht ausbildet, in welcher eine intensive Durchmischung des Feststoffes mit dem Brennstoff und der Fluidisierungsluft erfolgt. Der in den Reaktor 12 eingebrachte Brennstoff wird durch den vorgewärmten Feststoff erwärmt und dadurch gezündet. Durch Zufuhr von weiterer Luft durch Luft durch Leitung 15 wird eine vollständige Verbrennung des Brennstoffs in dem Reaktor 12 erreicht, so dass die erforderliche Kalziniertemperatur von etwa 650 bis etwa 1250 °C erreicht wird. Zumeist herrschen in dem Reaktor 12 Temperaturen von etwa 900 bis 1000 °C.The reactor 12 is a fluidized bed reactor, for example. With a circulating fluidized bed, which via a conduit 13 liquid and / or gaseous fuel and via a conduit 14 Fluidizing gas is supplied. The supply of fluidizing gas causes the metal hydroxide in the reactor 12 fluidized so that a fluidized bed is formed, in which an intensive mixing of the solid with the fuel and the fluidizing air takes place. The one in the reactor 12 introduced fuel is heated by the preheated solid and thereby ignited. By supplying additional air through air through line 15 will complete combustion of the fuel in the reactor 12 achieved so that the required calcination temperature of about 650 to about 1250 ° C is reached. Mostly prevail in the reactor 12 Temperatures of about 900 to 1000 ° C.

Das heiße Abgas des Reaktors 12, in welchem Metalloxid mitgeführt wird, gelangt durch eine Überleitung 16 in einen Rückführzyklon 17. In diesem wird das Metalloxid von dem Abgas getrennt, welches zur Vorwärmung des Metallhydroxids in den Venturivorwärmer 10 der zweiten Vorwärmstufe geleitet wird. Ein Teil des heißen Feststoffes wird über eine Rückführleitung 18a in die Wirbelschicht des Reaktors 12 zurückgeleitet, während der Rest des heißen Metalloxids über Leitungen 18b einem Mischbehälter 19 zugeführt wird.The hot exhaust of the reactor 12 , in which metal oxide is carried, passes through a transfer 16 in a recycle cyclone 17 , In this, the metal oxide is separated from the exhaust gas which is used to preheat the metal hydroxide in the venturi heater 10 the second preheating stage is passed. Part of the hot solid is passed through a return line 18a into the fluidized bed of the reactor 12 returned, while the rest of the hot metal oxide via lines 18b a mixing container 19 is supplied.

Weiter mündet in den Mischbehälter 19 eine Bypassleitung 20, aus welcher Metallhydroxid aus dem Abscheidezyklon 8 eingebracht wird, welches nicht den Reaktor 12 durchlaufen hat. Die Einmündung der Bypassleitung 20 in den Mischbehälter 19 ist so gestaltet, dass sich das Metallhydroxid aus der Bypassleitung 20 mit dem Metalloxid aus der Leitung 18b mischt. Durch das heiße Metalloxid stellt sich in dem Mischbehälter 19 eine Temperatur von bspw. etwa 750 °C ein, so dass das Metallhydroxid durch das heiße Metalloxid erwärmt und kalziniert wird. Die Menge des durch die Bypassleitung 20 dem Mischbehälter 19 zugeführten Metallhydroxids ist bspw. über ein in 1 schematisch dargestelltes Drosselorgan regelbar. Alternativ oder zusätzlich zu der in 1 dargestellten Bypassleitung 20 kann dem Mischbehälter 19 auch Metallhydroxid aus einer Bypassleitung aus dem Abscheidezyklon 11 der zweiten Vorwärmstufe zugeführt werden. Durch die weitere Erwärmung in der zweiten Vorwärmstufe ist das Metallhydroxid dabei ggf. bereits teilweise kalziniert, wenn es in den Mischbehälter 19 eingebracht wird.Next flows into the mixing container 19 a bypass line 20 , from which metal hydroxide from the separation cyclone 8th is introduced, which is not the reactor 12 has gone through. The junction of the bypass line 20 in the mixing container 19 is designed so that the metal hydroxide from the bypass line 20 with the metal oxide from the line 18b mixed. The hot metal oxide is in the mixing container 19 a temperature of, for example, about 750 ° C, so that the metal hydroxide is heated and calcined by the hot metal oxide. The amount of through the bypass line 20 the mixing container 19 supplied metal hydroxide is, for example, via a in 1 schematically illustrated throttle body. Alternatively or in addition to the in 1 illustrated bypass line 20 can the mixing container 19 also metal hydroxide from a bypass line from the separation cyclone 11 be supplied to the second preheating stage. As a result of the further heating in the second preheating stage, the metal hydroxide is possibly already partly calcined when it enters the mixing container 19 is introduced.

Über eine Abgasleitung 21 wird das von dem Metallhydroxid getrennte Abgas aus dem Abscheidezyklon 8 vorzugsweise von unten in den Mischbehälter 19 eingeblasen, so dass es das Metalloxid aus dem Mischbehälter 19 in eine Zwischenförderstrecke 23 fördern kann. Da sich das Abgas aus Leitung 21 durch den Kontakt mit dem heißen Metalloxid aus dem Mischbehälter 19 erwärmt, können Partikel aus Metallhydroxid, die in dem Abgas enthalten sind, noch zumindest teilweise kalziniert werden. Das Abgas aus dem Abscheidezyklon 8 wird dabei mit derartigem Druck in den Mischbehälter 19 eingebracht, dass das Metalloxid und das ggf. vorhandene Metallhydroxid über die Zwischenförderstrecke 23 aus dem Mischbehälter 19 ausgetragen werden, welche in eine pneumatische Förderstrecke 24 mündet. Das Abgas des Mischbehälters 19 kann entweder über eine Leitung 25 ebenfalls in die pneumatische Förderstrecke 24 eingebracht werden und/oder über Leitung 26 dem Venturivorwärmer 10 zugeführt werden. Zusätzlich kann über eine Fluidisierungsleitung 22 ein Fluidisierungsgas in den Mischbehälter 19 eingebracht werden.Via an exhaust pipe 21 becomes the separated from the metal hydroxide exhaust gas from the separation cyclone 8th preferably from below into the mixing container 19 blown in, leaving it the metal oxide from the mixing tank 19 in an intermediate conveyor line 23 can promote. Since the exhaust gas from line 21 by contact with the hot metal oxide from the mixing vessel 19 when heated, particles of metal hydroxide contained in the exhaust gas may still be at least partially calcined. The exhaust gas from the separation cyclone 8th is doing with such pressure in the mixing container 19 introduced, that the metal oxide and the possibly present metal hydroxide on the Zwischenförderstrecke 23 from the mixing container 19 be discharged, which in a pneumatic conveyor line 24 empties. The exhaust gas of the mixing tank 19 can either be via a line 25 also in the pneumatic conveyor line 24 be introduced and / or via line 26 the Venturi diverter 10 be supplied. In addition, via a fluidization line 22 a fluidizing gas into the mixing vessel 19 be introduced.

Das Metalloxid wird durch die pneumatische Förderstrecke 24 in einen ersten Kühlzyklon 27 eingebracht, in welchem die Förderluft von dem Abgas getrennt wird. Die Förderluft wird über die Abgasleitung 15 zur Verbrennung dem Reaktor 12 zugeführt, während der Feststoff aus dem ersten Kühlzyklon 27 einem ersten Wirbelbettkühler 28 zugeführt wird. In diesem Wirbelbettkühler 28 verlaufen Kühlschlangen, in welcher die dem Reaktor 12 zugeleitete Fluidisierungsluft vorgewärmt wird. Zusätzlich wird in den Wirbelbettkühler 28 Fluidisierungsgas, bspw. Umgebungsluft, eingebracht. Der Feststoff aus dem Wirbelbettkühler 28 wird über eine Leitung 29 einem zweiten Kühlzyklon 30 zugeführt, von welchem der von dem Abgas getrennte Feststoff in einen zweiten Wirbelbettkühler 31 eingebracht wird. In dem zweiten Wirbelbettkühler 31 zirkuliert in einem Kühlmittelkreislauf 32 ein Kühlmedium, bspw. Wasser, so dass das Metalloxid weiter abgekühlt wird. Zusätzlich wird auch in dem zweiten Wirbelbettkühler 31 Fluidi sierungsgas eingebracht. Über eine Leitung 33 verlässt das gekühlte Produkt, bspw. Aluminiumoxid, den zweiten Wirbelbettkühler 31.The metal oxide is passed through the pneumatic conveying line 24 in a first cooling cyclone 27 introduced, in which the conveying air is separated from the exhaust gas. The conveying air is via the exhaust pipe 15 for burning the reactor 12 fed while the solid from the first cooling cyclone 27 a first fluidized bed cooler 28 is supplied. In this fluidized bed cooler 28 run cooling coils in which the the reactor 12 Pre-heated fluidizing air is preheated. In addition, in the fluidized bed cooler 28 Fluidizing gas, eg. Ambient air introduced. The solid from the fluidized bed cooler 28 is over a line 29 a second cooling cyclone 30 from which of the separated from the exhaust solid in a second fluidized bed cooler 31 is introduced. In the second fluidized bed cooler 31 circulates in a coolant circuit 32 a cooling medium, for example. Water, so that the metal oxide is further cooled. In addition, also in the second fluidized bed cooler 31 Fluidi sierungsgas introduced. About a line 33 leaves the cooled product, for example, alumina, the second fluidized bed cooler 31 ,

Unter Bezugnahme auf 2 wird nun die Gestaltung des Mischbehälters 19 näher erläutert. Auf der in der Figur linken Seite münden die Feststoffleitung 18b aus dem Reaktor 12 sowie die Bypassleitung 20 aus dem Abscheidezyklon 8 in einer Feststoffeintragsöffnung 34 des Mischbehälters 19. In dem Mischbehälter 19 sind mehrere Wehre 35 derart angeordnet, dass das in den Mischbehälter 19 eingebrachte Metalloxid und das Metallhydroxid die Wehre 35 über- bzw. unterqueren und dabei durchmischt werden. Weiter münden mehrere Fluidisierungsleitungen 22 in den Mischbehälter 19, so dass das Metalloxid weiter mit dem Metallhydroxid durchmischt wird.With reference to 2 Now the design of the mixing container 19 explained in more detail. On the left side in the figure open the solid line 18b from the reactor 12 as well as the bypass line 20 from the separation cyclone 8th in a solids feed opening 34 of the mixing container 19 , In the mixing container 19 are several weirs 35 arranged such that in the mixing container 19 introduced metal oxide and the metal hydroxide the weirs 35 Cross over or under and be mixed in the process. Furthermore, several fluidizing lines open 22 in the mixing container 19 so that the metal oxide is further mixed with the metal hydroxide.

Auf der in der Figur rechten Seite des Mischbehälters 19 ist ein topfartiger Bereich 36 ausgebildet, in welchem das Metalloxid und das durch den innigen Kontakt mit dem heißen Metalloxid ebenfalls kalzinierte Metallhydroxid strömen. In dem Boden dieses topfartigen Bereichs 36 mündet die Abgasleitung 21, aus welcher das ggf. staubartige Metallhydroxid enthaltende Abgas des Abscheidezyklons 8 unter Druck eingebracht wird. Der Abgasleitung 21 gegenüberliegend ragt ein Förderrohr 37 der pneumatischen Zwischenförderstrecke 23 in den topfartigen Bereich des Mischbehälters 19, so dass das in der Figur schematisch angedeutete Niveau des Metalloxids in dem topfartigen Bereich 36 oberhalb der unteren Öffnung des Förderrohrs 37 liegt.On the right side of the mixing container in the figure 19 is a cup-like area 36 in which the metal oxide and the metal hydroxide also calcined by intimate contact with the hot metal oxide flow. In the bottom of this pot-like area 36 opens the exhaust pipe 21 from which the optionally dust-like metal hydroxide containing exhaust gas of the separation cyclone 8th is introduced under pressure. The exhaust pipe 21 opposite a conveyor pipe protrudes 37 the pneumatic intermediate conveyor line 23 in the pot-like area of the mixing container 19 such that the level of the metal oxide in the pot-like region indicated schematically in the figure 36 above the lower opening of the conveyor pipe 37 lies.

Durch das unter Druck aus der Leitung 21 eingebrachte Abgas, welches ggf. staubartiges Metallhydroxid enthält, wird das Metalloxid aus dem topfartigen Bereich 36 mitgerissen und über das Förderrohr 37 durch die pneumatische Zwischenförderstrecke 23 der pneumatischen Förderstrecke 24 zugeführt, welche in den ersten Kühlzyklon 27 mündet. Die Temperatur in dem Förderrohr 37 bzw. der pneumatischen Zwischenförderstrecke 23 ist dabei durch das heiße Metalloxid so hoch, bspw. etwa 680 °C, dass das Metallhydroxid, welches bei einer nicht vollständigen Trennung von Abgas und Feststoff in dem Abscheidezyklon 8 ggf. in dem über Leitung 21 in den Mischbehälter 19 eingebrachten Abgas enthalten ist, erwärmt und in der Zwischenförderstrecke 23 kalziniert wird. In die pneumatische Förderstrecke 24 wird daher im Wesentlichen reines Metalloxid eingebracht, welches nicht durch Metallhydroxid verunreinigt ist.By the pressure from the line 21 introduced exhaust gas, which optionally contains dusty metal hydroxide, the metal oxide from the pot-like area 36 entrained and over the conveyor pipe 37 through the pneumatic intermediate conveyor line 23 the pneumatic conveyor line 24 fed into the first cooling cyclone 27 empties. The temperature in the delivery pipe 37 or the pneumatic intermediate conveyor line 23 is so high by the hot metal oxide, eg. About 680 ° C, that the metal hydroxide, which in an incomplete separation of exhaust gas and solid in the separation cyclone 8th if necessary in the over line 21 in the mixing container 19 introduced exhaust gas is contained, heated and in the intermediate conveyor line 23 is calcined. In the pneumatic conveyor line 24 Therefore, substantially pure metal oxide is introduced, which is not contaminated by metal hydroxide.

Die Abluft des Mischbehälters 19 kann über die Leitung 25 ebenfalls der pneumatischen Förderstrecke 24 zugeführt werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es auch möglich, Abgas aus dem Mischbehälter 19 durch die in 2 angedeutete Leitung 26 dem Venturivorwärmer 10 zuzuführen.The exhaust air of the mixing tank 19 can over the line 25 also the pneumatic conveyor line 24 be supplied. Alternatively or additionally, it is also possible, exhaust gas from the mixing vessel 19 through the in 2 indicated line 26 the Venturi diverter 10 supply.

Beispiel (Herstellung von Aluminiumoxid)Example (production of alumina)

In der Anlage gemäß 1 werden über die Förderschnecke 1 etwa 223.000 kg/h Aluminiumhydroxid mit einer Temperatur von 70 °C und 6 Gew.-% Oberflächenfeuchte zugeführt. Das in der ersten Vorwärmstufe vorbehandelte Aluminiumhydroxid wird aus dem Abscheidezyklon 8 zu einem Teil in den Mischbehälter 19 und zu sieben Teilen in die zweite Vorwärmstufe eingebracht. Hinter der zweiten Vorwärmstufe hat der Feststoff eine Temperatur von 340 °C und ist soweit vorgewärmt, dass etwa 65 % des Hydratwassers abgespalten ist. Als Brennstoff werden dem Wirbelbettreaktor 12 durch die Brennstoffleitung 13 etwa 9.500 Nm³/h kaltes Erdgas zugeführt, so dass bei der Verbrennung in dem Reaktor 12 eine Temperatur von etwa 950 °C entsteht.In the system according to 1 be via the screw conveyor 1 about 223,000 kg / h of aluminum hydroxide with a temperature of 70 ° C and 6 wt .-% surface moisture supplied. The aluminum hydroxide pretreated in the first preheating stage becomes the precipitating cyclone 8th to a part in the mixing container 19 and introduced in seven parts in the second preheating stage. After the second preheating stage, the solid has a temperature of 340 ° C and is preheated so far that about 65% of the water of hydration is split off. As fuel are the fluidized bed reactor 12 through the fuel line 13 about 9,500 Nm ³ / h of cold natural gas supplied, so that when burning in the reactor 12 a temperature of about 950 ° C is formed.

Aus dem Reaktor 12 werden 124 t/h Aluminiumoxid und aus dem Abscheidezyklon 30 t/h Aluminiumhydroxid in den Mischbehälter 19 eingebracht. Dadurch stellt sich in dem Mischbehälter 19 eine Temperatur von etwa 650 °C ein.From the reactor 12 be 124 t / h alumina and from the separation cyclone 30 t / h of aluminum hydroxide in the mixing vessel 19 brought in. This raises in the mixing container 19 a temperature of about 650 ° C a.

Aus dem Abscheidezyklon 8 werden über Leitungen 21 etwa 9.500 Nm³/h Abgas, welches etwa 2 t/h Aluminiumhydroxid enthält, in den Mischbehälter 19 eingebracht. Auf diese Weise werden durch das Förderrohr 37 146 t/h Aluminiumoxid bei der Temperatur von etwa 605 °C ausgetragen. Das in dem Abgas des Abscheidezyklons 8 enthaltene Aluminiumhydroxid wird dabei kalziniert.From the separation cyclone 8th be over lines 21 about 9,500 Nm ³ / h of exhaust gas, which contains about 2 t / h of aluminum hydroxide, in the mixing vessel 19 brought in. In this way are through the delivery pipe 37 146 t / h of alumina discharged at the temperature of about 605 ° C. That in the exhaust of the separation cyclone 8th contained aluminum hydroxide is calcined.

Der pneumatischen Förderstrecke 24 werden 87.000 Nm³/h Abgas aus dem zweiten Kühlzyklon 30 zugeführt, um das Aluminiumoxid in der pneumatischen Förderstrecke 24 in den ersten Kühlzyklon 27 zu transportieren.The pneumatic conveyor line 24 be 87,000 Nm ³ / h of exhaust gas from the second cooling cyclone 30 fed to the alumina in the pneumatic conveying line 24 in the first cooling cyclone 27 to transport.

Durch diesen Verfahrensablauf kann die Energie des aus dem Reaktor 12 ausgetragenen Aluminiumoxids zur Kalzinierung von Aluminiumhydroxid genutzt werden. Der Gesamtenergiebedarf der Anlage wird dadurch gesenkt. Weiter wird auch das in dem Abgas des Abscheidezyklons 8 enthaltene Aluminiumhydroxid zumindest teilweise kalziniert, so dass die Reinheit des aus der Austrittsleitung 33 ausgebrachten Aluminiumoxids verbessert ist.Through this procedure, the energy of the reactor 12 discharged aluminum oxide are used for the calcination of aluminum hydroxide. The total energy consumption of the system is thereby reduced. Next is also in the exhaust gas of the separation cyclone 8th contained aluminum hydroxide at least partially calcined, so that the purity of the discharge line 33 discharged alumina is improved.

11: FörderschneckeAuger
22: VenturivorwärmerVenturivorwärmer
33: Abgasleitungexhaust pipe
44: FeststoffleitungSolid line
55: Abscheider, Filtereinrichtungseparators, filtering device
66: Abgasleitungexhaust pipe
77: pneumatische Förderstreckepneumatic conveyor line
88th: Abscheidezyklonseparating cyclone
99: FeststoffleitungSolid line
1010: VenturivorwärmerVenturivorwärmer
1111: Abscheidezyklonseparating cyclone
1212: Reaktorreactor
1313: Brennstoffleitungfuel line
1414: FluidisierungsleitungFluidisierungsleitung
1515: Abgasleitungexhaust pipe
1616: Überleitungreconciliation
1717: RückführzyklonRecycle cyclone
18a18a: FeststoffrückführleitungSolids return line
18b18b: FeststoffleitungSolid line
1919: Mischbehältermixing tank
2020: Bypassleitungbypass line
2121: Abgasleitungexhaust pipe
2222: FluidisierungsleitungFluidisierungsleitung
2323: ZwischenförderstreckeIntermediate conveying section
2424: pneumatische Förderstreckepneumatic conveyor line
2525: Leitungmanagement
2626: Leitungmanagement
2727: Kühlzykloncooling cyclone
2828: WirbelbettkühlerFluidized bed cooler
2929: Leitungmanagement
3030: Kühlzykloncooling cyclone
3131: WirbelbettkühlerFluidized bed cooler
3232: KühlmittelkreislaufCoolant circuit
3333: Austrittsleitungexit line
3434: FeststoffeintragsöffnungSolid entry opening
3535: Wehrweir
3636: topfartiger Bereichpot-like Area
3737: Förderrohrdelivery pipe

Claims

Process for the preparation of metal oxide from metal hydroxide, in which the metal hydroxide preheated via at least one first pneumatic conveying path ( 7 ) and at least one downstream separation cyclone ( 8th . 11 ) at least partially into a reactor ( 12 ) is heated with a fluidized bed, heated there by burning fuel to a temperature of 650 to 1250 ° C and metal oxide is produced, which in a mixing vessel ( 19 ) is mixed with a partial stream of preheated metal hydroxide such that the preheated metal hydroxide is further heated and at least partially calcined, wherein the metal oxide from the mixing container ( 19 ) at least one cooling stage ( 27 . 28 . 30 . 31 ), characterized in that the exhaust gas of the at least one separation cyclone ( 8th . 11 ) as conveying air in such a way in the mixing container ( 19 ) is introduced, that metal oxide from the mixing container ( 19 ) pneumatically into the at least one cooling stage ( 27 . 28 . 30 . 31 ) or a conveyor line leading to it ( 24 ) is transported.

A method according to claim 1, characterized in that the metal oxide from the mixing container ( 19 ) via an at least partially ascending pneumatic intermediate conveyor line ( 37 . 23 ) into the at least one cooling stage ( 27 . 28 . 30 . 31 ) or a conveyor line leading to it ( 24 ).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the exhaust gas of the at least one separation cyclone ( 8th . 11 ) with a pressure of at least 150 mbar as conveying air into the mixing container ( 19 ) is introduced.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the exhaust gas of the at least one separation cyclone ( 8th . 11 ) contained in the mixing container ( 19 ) is heated by the metal oxide and calcined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that from the at least one separation cyclone ( 8th . 11 ) via a bypass line ( 20 ) Metal hydroxide in the mixing tank ( 19 ) is introduced.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the metal hydroxide before the at least one separation cyclone ( 8th . 11 ) in at least one preheating stage ( 2 . 5 ), consisting of a heat exchanger ( 2 ) and a downstream separator ( 5 ), suspended, dried, preheated to a temperature of at least 75 ° C and / or partially calcined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature in the mixing container ( 19 ) is between 550 and 900 ° C.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature in the pneumatic intermediate conveyor line ( 23 . 37 ), in which metal oxide from the mixing container ( 19 ) into the at least one cooling stage ( 27 . 28 . 30 . 31 ) or to this leading conveyor line ( 24 ) is between 500 and 850 ° C.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized as starting material aluminum hydroxide with a average grain size of less as 100 μm is supplied.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the reactor ( 12 ) preheated oxygen-containing gas and gaseous and / or liquid fuel is supplied.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the at least one cooling stage ( 30 . 31 ) heated gas of an upstream cooling stage ( 27 . 28 ), a preheating stage ( 2 . 5 . 10 . 11 ) and / or the reactor ( 12 ) is supplied.

Plant for the production of metal oxide from metal hydroxide, in particular for carrying out a process according to one of the preceding claims, with a reactor designed as a fluidized-bed reactor ( 12 in which metal hydroxide is heated by combustion of fuel and metal oxide is produced, wherein the reactor ( 12 ) at least one preheating stage ( 2 . 5 . 10 . 11 ) and at least one pneumatic conveyor line ( 7 ) with at least one downstream separation cyclone ( 8th . 11 ) and a mixing container ( 19 ), which with at least one cooling stage ( 27 . 28 . 30 . 31 ), is connected downstream, characterized in that the at least one separation cyclone ( 8th ; 11 ) one in the mixing container ( 19 ) leading exhaust pipe ( 21 ), and that the mixing container ( 19 ) via an at least partially ascending pneumatic intermediate conveyor line ( 23 . 37 ) with the at least one cooling stage ( 27 . 28 . 30 . 31 ) or a conveyor line leading to this ( 24 ) connected is.

Plant according to claim 12, characterized in that the mixing container ( 19 ) below or at the height of the vertically lower end of the conveyor line ( 24 ) is arranged, which to the mixing container ( 19 ) downstream cooling stage ( 27 . 28 . 30 . 31 ) leads.

Plant according to claim 12 or 13, characterized in that in the mixing container ( 19 ) a solid feed opening ( 34 ) and at one of these opposite ends a solids discharge opening ( 37 ), between which several weirs ( 35 ), which are overflowed and / or underflowed by the metal oxide and / or the metal hydroxide.

Installation according to one of claims 12 to 14, characterized in that the intermediate conveyor line ( 23 ) a conveying tube immersed in the metal oxide and / or the metal hydroxide ( 37 ) having.

Plant according to claim 15, characterized in that the exhaust pipe ( 21 ) of the at least one separation cyclone ( 8th . 11 ) vertically below the lower edge of the conveyor tube ( 37 ) in the mixing container ( 19 ) opens.

Installation according to one of claims 12 to 16, characterized in that in the mixing container ( 19 ) at least one line ( 21 ) opens for fluidizing gas.

Installation according to one of claims 15 to 17, characterized in that in addition to the conveying pipe ( 37 ) another exhaust pipe ( 25 . 2.6 ) is provided, which the mixing container ( 19 ) with one of the reactor ( 12 ) upstream preheating stages ( 2 . 5 . 10 . 11 ) or the at least one cooling stage ( 27 . 28 . 30 . 31 ) or the leading to this conveyor line ( 24 ) connects.

Plant according to one of claims 12 to 18, characterized in that the at least one separation cyclone ( 8th . 11 ) via a bypass line ( 18b ) with the mixing container ( 19 ) connected is.

Installation according to one of claims 12 to 19, characterized in that the mixing container ( 19 ) at least two cooling stages ( 27 . 28 . 30 . 31 ) are switched, in which the metal oxide is fluidized and at least one of which has a line, via the heated fluidizing gas of an upstream cooling stage ( 27 . 28 ), a preheating stage ( 2 . 5 . 10 . 11 ) and / or the reactor ( 12 ) is supplied.